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备战2024中考二轮物理《高频及难度考点冲刺》（全国通用）
专题03 热学三类常考实验问题
探究水在沸腾前后温度变化的特点的实验是新的课程标准规定的学生必做实验，所以应该放在重点考查范围，探究晶体的熔化和凝固的特点和探究物质的比热容实验也是每年中考试卷里的常客。这三类实验在实验探究题里一般都在4——6分。属于高频考点内容，所以加强训练，达到在解这类问题上滚瓜烂熟才是目的。
一、掌握探究晶体熔化实验命题点及其结论
1.安装装置时，应按照由下至上的顺序。
2．石棉网的作用：使烧杯受热均匀。
3．加热过程中不断搅拌的目的：使物体受热均匀
4．实验选取小颗粒目的是：使温度计的玻璃泡与固体充分接触；容易受热均匀。
5．采用水浴法的优点：
（1）使物体受热均匀；
（2）是物体受热缓慢，便于观察温度变化规律。
6．试管放置要求：
（1）试管中所装物体完全浸没水中；
（2）试管不接触烧杯底或烧杯壁。
7．烧杯口处出现白气的成因：水蒸气预冷形成的小水珠。
8．融化前后曲线的倾斜程度不一样的原因：同种物质在不同状态下的比热容不同。
9．收集多组数据的目的是：得出普遍规律。
二、掌握探究水沸腾时温度变化的特点实验命题点及其结论
1.安装装置时，应按照由下至上的顺序。
2.甲乙两个小组同时做此实验，结果甲组队员发现所用时间比乙组长，请你提出改进意见。
甲组应该：减少水的质量；提升水的初温；加盖子。
3．水沸腾前，烧杯内上升的气泡是由大变小的。水沸腾时，烧杯内上升的气泡由小变大，因为上升过程中，水对气泡压强变小。
4.在水沸腾过程中，水持续吸热，但温度不变。内能增加（此处和晶体熔化过程相同）。
5.按图所示的装置给水加热至沸腾。实验记录的数据如表格所示。
(1)从表格中的数据可以看出水的沸点点是100℃
(2)若第6分钟末移去酒精灯，立即观察温度计的示数，将会看到温度计的示数不变。
(3)烧杯的纸盖上留有两个小孔，穿过温度计的那个孔作用：固定温度计。另外一个孔的作用是使水面上方大气压强与外界相同，使水的沸点测量值更准确；若不留小孔对实验结果产生的影响是如果没有小孔，会使里面气压增大，测出的水的沸点偏高。
6.如果实验过程中，温度计碰到容器底，会导致测量值偏大。
7．石棉网的作用：时烧杯受热均匀。
8．撤去酒精灯，水依然沸腾原因是：石棉网温度较高，水会继续吸热。
9．沸点不是100℃的原因：（1）当地大气压低于一标准大气压。（2）杯口的盖封闭较严，导致气压大于一标准大气压.
三、比较不同物质吸热的情况”实验考试命题点和结论
1.实验方法有控制变量法、 转换法（通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱）。
2.实验物质的选择：质量相同的不同物体。
3.选择相同的热源目的是：以保证相同加热时间释放的热量相同。
4.实验中不断搅拌的目的：使物体受热均匀。
5.描述物体吸热能力的物理量是比热容。
6.结论:相同质量的不同物体，吸收相同的热量后升高的温度不同，比热容大的升高的温度低。
第一类实验：探究晶体的熔化和凝固的特点
【例题1】小明所在的学习小组开展了“冰熔化时温度的变化规律”的实验探究，在标准大气压下，利用如图甲所示的实验装置进行探究：
（1）根据实验数据，小明作出了冰熔化时温度随时间变化的图像，如图乙所示，冰属于 （选填“晶体”或“非晶体”）。
（2）该物质在第5分钟时，处于 （选填“固态”、“液态”或“固液共存”）状态。
（3）冰在熔化过程中 （选填“吸收”或“放出”）热量，温度保持不变。
（4）实验过程中温度计的示数如图甲所示，读数为 ℃。
（5）甲图装置中，石棉网的主要作用是 。
第二类实验：探究水在沸腾前后温度变化的特点
【例题2】在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时，两组同学从甲、乙两图所示的实验装置中各选一套来完成实验。
（1）实验时，按照自下而上的顺序组装器材的目的是______（写出一条理由即可）。
（2）图丙是实验中某一时刻温度计示数，其读数是______℃。
（3）图丁是两个小组根据各自的实验数据绘制的“温度—时间”的图象，其中图象______（选填“a”或“b”）是根据乙实验装置的数据绘制的；生活中利用类似的办法煮食物，可以使食物熟的更快，其原因是______。
（4）同学们观察到戊图中明显的实验现象时，温度计示数______（选填“变大”“不变”或“变小”），这时气泡内的气体是______（选填“空气”或“水蒸气”）。
第三类实验：探究物质的比热容实验
【例题3】小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。
（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_______相同的沙子和水。
（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_______。测得实验数据如表格所示。
加热时间/ 0 1 2 3 4 5
温度/ 沙子 18 22 29 37 45 —
水 18 19 21 23 25 27
（3）时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为______。
（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点______（正确/错误）。
（5）分析数据可得沙子的比热容______（小于/等于/大于）水的比热容。
一、探究晶体的熔化和凝固的特点
1. 如图甲是小桂“探究海波熔化的特点”的实验装置。
（1）小桂安装器材时应该 ___________（选填“由上往下”或“由下往上”）安装。
（2）图乙是小桂根据实验数据绘制温度时间图像，由图像可知，海波熔化时温度保持不变，此温度为 ___________，可以判断海波是 ___________体。
（3）小桂观察乙图发现，和两段图像中，温度升高快慢不同，这是因为物质在不同状态时的 ___________（选填“密度”或“比热容”）不同造成的。
2. 如图是某物理兴趣小组进行“探究某物质熔化时温度变化特点”的实验。
（1）该物质是______ （选填“晶体”或“非晶体”）。
（2）由乙图知晶体熔化时的特点为继续加热温度______ ，该物质的熔点为______。
（3）在第6min时该物质处于______ 态（选填“固”、“液”或“固液共存”）。
（4）实验完毕后，小组同学将试管中的物质换成了水，然后继续使用相同器材加热，想要探究水的沸腾现象。在探究过程中，发现当烧杯中的水开始沸腾之后，试管中的水______（选填“能”或“不能”）沸腾，这是因为______ 。
探究“固体熔化时温度变化规律”的实验中，取两个相同的试管A、B，在A试管中放入蜂蜡，在B试管中放入冰，已知蜂蜡是非晶体，冰是晶体，且蜂蜡的沸点高于水的沸点。如图甲所示，两个试管放入同一杯水中加热，请你完成下面的探究实验：
（1）开始实验后，某一时刻B试管中温度计的示数如图所示，温度为 ℃。
（2）两种物质熔化前后温度随时间变化关系的图象如图乙所示，通过分析图象可知，晶体熔化特点是持续吸热， 。
（3）22min时B试管中的水 （填“能”或“不能”）沸腾。从12min到第16min，蜂蜡的内能 （填“增加”或“不变”）。
二、探究水在沸腾前后温度变化的特点
1. 在探究水沸腾时温度变化特点的实验中，某组同学用如图甲所示的实验装置进行了两次实验，两次实验所用水的质量相同。
（1）实验中可以看到，水沸腾时形成大量的气泡不断上升、______（填“变大”“变小”或“不变”），到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中。水蒸气遇冷_______（填“汽化”“液化”“升华”或“凝华”），在烧杯口周围形成“白气”；
（2）通过两次实验发现，水在沸腾过程中，虽然水的温度保持不变，但必须______；
（3）图乙是该组同学第二次实验绘制的图像。第一次实验中同学们发现，水沸腾前每加热2min温度升高5oC，则图乙中t0=______oC。
2.小明和小华分别利用图甲所示的相同装置探究水沸腾时温度变化的特点．当水温接近90℃时每隔0.5min记录一次温度，并绘制出如图乙所示的水温与时间关系的图像．
（1）实验时，当看到水中有大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的_____散发到空气中，就表明水沸腾了．
（2）分析图乙可知，小华将水加热至沸腾的时间明显较长，最有可能的原因是_____．
（3）小明在第9分钟撤掉酒精灯后，发现有一段时间水温依然保持不变．如图乙所示，
这段时间内烧杯底部的温度_____（填“高于”“等于”或“低于”）杯内水的温度，原
因是______________．
3.在“探究水的沸腾”实验中，某实验小组观察到图甲和图乙所示两种情况：
（1）你认为 是水沸腾时的情景（选填甲或乙）。
（2）实验过程中发现．从开始给水加热到水开始沸腾的时间过长，为了缩短加热时间，请你提出两条有效的操作建议：
① ；② 。
（3）探究结束后，四位同学分别绘制了水的温度和时间的关系曲线，其中能正确反映“探究水的沸腾”实验过程中温度随时间变化关系的是：（ ）
三、探究物质的比热容实验
1. 在“探究水的沸腾”实验中，李明和张红选用规格完全相同的实验器材，用如图甲所示的装置进行实验。图乙是两名同学根据实验数据绘制出的水温随时间变化图像。
（1）组装器材时，应按照_______（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序进行；
（2）张红所用水的质量为200g，结合图像推算，他实验时0～4分钟水吸收的热量为_______J；[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（3）分析图像可知，李明和张红实验所用水的质量_______（选填“相同”或“不同”）。
2.小明为比较“不同物质的吸热能力”设计了如下的实验方案：将质量相同的水和煤油分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热水和煤油，实验装置如图所示，实验时每隔一段时间同时测量水和煤油的温度。
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（图甲中）：先调整固定_______位置，再调整固定_____的位置（两空均选填“A”或“B”）。
（2）下表是小明记录的数据，由表格可知，小明是通过观察比较_______的多少，来比较水和煤油的吸热能力的，小明得出的结论是_______。
物质 次数 质量m/kg 升高的温度△t/℃ 加热的时间t/min
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
煤油 3 0.1 10 1
4 0.2 10 2
（3）若水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），请你计算出第一次实验中，水吸收的热量是_______J。
3.某同学在做“探究不同物质的吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给甲、乙两种液体加热，得到的实验数据如下表：
物质 次数 质量m/kg 升高温度△t/℃ 加热的时间t/min
甲 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
乙 3 0.1 10 1
4 0.2 20 2
（1）实验中记录加热时间的目的是
（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出同种物质升高相同的温度时，吸收的热量的多少物质的 有关．
（3）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量 （选填“相同”或“不同”）
（4）分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同，单位质量的不同物质升高的温度 （选填“相同”或“不同”）．
（5）由上述分析可以得出 （选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强．
（6）该实验采用的物理学研究方法是 和 ．
4．某同学用如图所示的两个完全相同的实验装置“探究甲、乙两种液体比热容的大小”。在两个相同的烧杯中加入初温和质量都相同的甲、乙两种液体，用两个相同的酒精灯同时进行加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔一分钟记录一次温度，记录的数据如下表：
加热时间/min 0 1 2 3 4
温度/℃ 甲液体 20 21 22 23 24
乙液体 20 22 24 26 28
请按要求回答下列问题：
（1）实验时使用两个相同的酒精灯加热甲、乙两种液体，目的是________；
（2）实验中用玻璃棒不断搅拌，目的是让液体________；
（3）由实验数据可知：甲液体的比热容比乙液体的比热容_____（选填“大”或“小”）；依据是________。
5. 小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。
（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_________相同的沙子和水。
（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_________。测得实验数据如表格所示。
加热时间/ 0 1 2 3 4 5
温度/ 沙子 18 22 29 37 45 —
水 18 19 21 23 25 27
（3）时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为_________。
（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点_________（正确/错误）。
（5）分析数据可得沙子的比热容_________（小于/等于/大于）水的比热容。
专题考情
方法策略
典例讲析
专题精炼
甲
煤油
温度计
乙
水
温度计
A
B
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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专题03 热学三类常考实验问题
探究水在沸腾前后温度变化的特点的实验是新的课程标准规定的学生必做实验，所以应该放在重点考查范围，探究晶体的熔化和凝固的特点和探究物质的比热容实验也是每年中考试卷里的常客。这三类实验在实验探究题里一般都在4——6分。属于高频考点内容，所以加强训练，达到在解这类问题上滚瓜烂熟才是目的。
一、掌握探究晶体熔化实验命题点及其结论
1.安装装置时，应按照由下至上的顺序。
2．石棉网的作用：使烧杯受热均匀。
3．加热过程中不断搅拌的目的：使物体受热均匀
4．实验选取小颗粒目的是：使温度计的玻璃泡与固体充分接触；容易受热均匀。
5．采用水浴法的优点：
（1）使物体受热均匀；
（2）是物体受热缓慢，便于观察温度变化规律。
6．试管放置要求：
（1）试管中所装物体完全浸没水中；
（2）试管不接触烧杯底或烧杯壁。
7．烧杯口处出现白气的成因：水蒸气预冷形成的小水珠。
8．融化前后曲线的倾斜程度不一样的原因：同种物质在不同状态下的比热容不同。
9．收集多组数据的目的是：得出普遍规律。
二、掌握探究水沸腾时温度变化的特点实验命题点及其结论
1.安装装置时，应按照由下至上的顺序。
2.甲乙两个小组同时做此实验，结果甲组队员发现所用时间比乙组长，请你提出改进意见。
甲组应该：减少水的质量；提升水的初温；加盖子。
3．水沸腾前，烧杯内上升的气泡是由大变小的。水沸腾时，烧杯内上升的气泡由小变大，因为上升过程中，水对气泡压强变小。
4.在水沸腾过程中，水持续吸热，但温度不变。内能增加（此处和晶体熔化过程相同）。
5.按图所示的装置给水加热至沸腾。实验记录的数据如表格所示。
(1)从表格中的数据可以看出水的沸点点是100℃
(2)若第6分钟末移去酒精灯，立即观察温度计的示数，将会看到温度计的示数不变。
(3)烧杯的纸盖上留有两个小孔，穿过温度计的那个孔作用：固定温度计。另外一个孔的作用是使水面上方大气压强与外界相同，使水的沸点测量值更准确；若不留小孔对实验结果产生的影响是如果没有小孔，会使里面气压增大，测出的水的沸点偏高。
6.如果实验过程中，温度计碰到容器底，会导致测量值偏大。
7．石棉网的作用：时烧杯受热均匀。
8．撤去酒精灯，水依然沸腾原因是：石棉网温度较高，水会继续吸热。
9．沸点不是100℃的原因：（1）当地大气压低于一标准大气压。（2）杯口的盖封闭较严，导致气压大于一标准大气压.
三、比较不同物质吸热的情况”实验考试命题点和结论
1.实验方法有控制变量法、 转换法（通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱）。
2.实验物质的选择：质量相同的不同物体。
3.选择相同的热源目的是：以保证相同加热时间释放的热量相同。
4.实验中不断搅拌的目的：使物体受热均匀。
5.描述物体吸热能力的物理量是比热容。
6.结论:相同质量的不同物体，吸收相同的热量后升高的温度不同，比热容大的升高的温度低。
第一类实验：探究晶体的熔化和凝固的特点
【例题1】小明所在的学习小组开展了“冰熔化时温度的变化规律”的实验探究，在标准大气压下，利用如图甲所示的实验装置进行探究：
（1）根据实验数据，小明作出了冰熔化时温度随时间变化的图像，如图乙所示，冰属于 （选填“晶体”或“非晶体”）。
（2）该物质在第5分钟时，处于 （选填“固态”、“液态”或“固液共存”）状态。
（3）冰在熔化过程中 （选填“吸收”或“放出”）热量，温度保持不变。
（4）实验过程中温度计的示数如图甲所示，读数为 ℃。
（5）甲图装置中，石棉网的主要作用是 。
【答案】（1）晶体；（2）固液共存；（3）吸收；（4）﹣4；（5）使烧杯底部受热均匀。
【解析】（1）固体分为晶体与非晶体。晶体有固定的熔点，而非晶体没有。
（2）晶体的熔化时吸收热量，但是温度保持不变；非晶体的熔化时吸收热量，温度持续上升。
（3）晶体熔化时处于固液共存状态；非晶体熔化时由稠变稀，最终全部变为液态。
（4）读取温度计示数时我们要看清它的量程、分度值、液柱表面的位置。
（5）石棉网由两片铁丝网夹着一张石棉水浸泡后晾干的棉布做的，铁是热的优良导体。
解：（1）由图乙可知，该坐标系中，横轴表示时间，纵轴表示温度。图线中，有一段与横轴重合的线段，这就表明：在3～8min，该物质虽然吸收热量，但温度保持不变，符合晶体的熔化特点，所以冰是晶体。
（2）该物质在第5min时处于熔化过程，由晶体的熔化特点可知，该物质处于固液共存状态。
（3）晶体熔化过程中需要持续吸热才能继续熔化下去，否则熔化过程将停止。
（4）该温度计的分度值为1℃，液面在0℃以下第四个，所以图甲中温度计的示数为﹣4℃。
（5）酒精灯的外焰主要集中在烧杯底部中心位置，若不使用石棉网，火焰长时间集中在烧杯中心位置可能导致烧杯爆裂。而使用石棉网，可使烧杯底部均匀受热，这样烧杯就不会出现爆裂的现象，更加安全。
【点评】本题属于考查晶体熔化特点的基础类实验题，难度不大，却是各地中考试题中的常客。
第二类实验：探究水在沸腾前后温度变化的特点
【例题2】在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时，两组同学从甲、乙两图所示的实验装置中各选一套来完成实验。
（1）实验时，按照自下而上的顺序组装器材的目的是______（写出一条理由即可）。
（2）图丙是实验中某一时刻温度计示数，其读数是______℃。
（3）图丁是两个小组根据各自的实验数据绘制的“温度—时间”的图象，其中图象______（选填“a”或“b”）是根据乙实验装置的数据绘制的；生活中利用类似的办法煮食物，可以使食物熟的更快，其原因是______。
（4）同学们观察到戊图中明显的实验现象时，温度计示数______（选填“变大”“不变”或“变小”），这时气泡内的气体是______（选填“空气”或“水蒸气”）。
【答案】 ① 保证用酒精灯外焰加热/保证温度计玻璃泡浸没在水中，不会碰到容器底 ②84 ③a ④提高液体表面气压使沸点升高 ⑤不变 ⑥ 水蒸气
【解析】（1）酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，在组装图甲实验器材时，应按照自下而上的顺序进行。
（2）由图乙可知温度计的分度值是1℃，且液柱在零刻度线上方，因此该温度计的示数是84℃。
（3）乙实验装置中烧杯的上方有盖，会使水面上方气压增大，水的沸点升高，水的沸点高于甲装置中水的沸点，所以图象a是根据乙实验装置的数据绘制的。
气压高，水的沸点高，所以活中利用类似的办法煮食物，可以使食物熟的更快。
（4）从图戊可以看出，气泡在上升过程中体积逐渐变大，所以是沸腾时的现象，水沸腾时温度不变，温度计的示数不变，这些气泡到达水面会破裂开来，里面的水蒸气，会散发到空气中。
第三类实验：探究物质的比热容实验
【例题3】小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。
（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_______相同的沙子和水。
（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_______。测得实验数据如表格所示。
加热时间/ 0 1 2 3 4 5
温度/ 沙子 18 22 29 37 45 —
水 18 19 21 23 25 27
（3）时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为______。
（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点______（正确/错误）。
（5）分析数据可得沙子的比热容______（小于/等于/大于）水的比热容。
【答案】（1）质量 （2） 让物质受热均匀 （3）52 （4）错误 （5）小于
【解析】（1）要比较沙子和水的比热容，利用控制变量法要控制初始温度相同，同时质量也要相同。
（2）加热的时候用玻璃棒搅拌的目的是让水和沙子受热均匀。
（3）根据温度计的刻度，可知此时温度为52度。
（4） 加热相同的时间，相同初始温度，相同质量的水和沙子吸收的热量是等量的，此时升高的温度不同证实它们的比热容不同。
（5）根据比热容的公式可知：相同初始温度相同质量的不同物质，吸收相同热量后升高的温度越高的，其比热容越小。即沙子的比热容小于水的比热容。
一、探究晶体的熔化和凝固的特点
1. 如图甲是小桂“探究海波熔化的特点”的实验装置。
（1）小桂安装器材时应该 ___________（选填“由上往下”或“由下往上”）安装。
（2）图乙是小桂根据实验数据绘制温度时间图像，由图像可知，海波熔化时温度保持不变，此温度为 ___________，可以判断海波是 ___________体。
（3）小桂观察乙图发现，和两段图像中，温度升高快慢不同，这是因为物质在不同状态时的 ___________（选填“密度”或“比热容”）不同造成的。
【答案】 （1）由下往上 （2）48 晶 （3）比热容
【解析】（1）如图甲所示，本实验中，需控制用外焰加热，因此安装器材时，应由下往上安装。
（2）如图乙所示，海波在熔化过程中，有一段固定不变的温度，这个温度叫熔点，是48℃，晶体为有固定熔点的物质，因此海波为晶体。
（3）如图乙所示，AB段为固态，CD段为液态，相同时间内海波吸热相同，AB段升温比CD段快说明固态海波比液态海波比热容小。
2. 如图是某物理兴趣小组进行“探究某物质熔化时温度变化特点”的实验。
（1）该物质是______ （选填“晶体”或“非晶体”）。
（2）由乙图知晶体熔化时的特点为继续加热温度______ ，该物质的熔点为______。
（3）在第6min时该物质处于______ 态（选填“固”、“液”或“固液共存”）。
（4）实验完毕后，小组同学将试管中的物质换成了水，然后继续使用相同器材加热，想要探究水的沸腾现象。在探究过程中，发现当烧杯中的水开始沸腾之后，试管中的水______（选填“能”或“不能”）沸腾，这是因为______ 。
【答案】晶体 不变 60 固液共存 不能 试管中的水不能继续吸热
【解析】（1）由图乙可知，该物质在熔化过程中，温度保持不变，所以该物质为晶体。
（2）由题中图乙可知，该物质熔化图像上有一段与时间轴平行的直线，表示该物质在熔化过程中不断吸热，温度保持不变，所以该物质的熔点为。（3）由图乙可知，在第6min时，此物质在熔化过程中，处于固液共存状态。
（4）沸腾的条件：达到沸点，不断吸热，图中试管中的水达到沸点，虽然继续加热，因试管内外温度相同，不能继续吸热，所以不会沸腾。
3．在探究“固体熔化时温度变化规律”的实验中，取两个相同的试管A、B，在A试管中放入蜂蜡，在B试管中放入冰，已知蜂蜡是非晶体，冰是晶体，且蜂蜡的沸点高于水的沸点。如图甲所示，两个试管放入同一杯水中加热，请你完成下面的探究实验：
（1）开始实验后，某一时刻B试管中温度计的示数如图所示，温度为 ℃。
（2）两种物质熔化前后温度随时间变化关系的图象如图乙所示，通过分析图象可知，晶体熔化特点是持续吸热， 。
（3）22min时B试管中的水 （填“能”或“不能”）沸腾。从12min到第16min，蜂蜡的内能 （填“增加”或“不变”）。
【答案】（1）﹣4；（2）温度保持不变；（3）不能，不变。
【解析】（1）由图甲可知，温度计的分度值为1℃，温度在0℃以下，故示数为﹣4℃；
（2）由图乙知，4min到10min是冰的熔化阶段，此过程中不断吸热，温度保持不变；
（3）液体沸腾的必须满足两个条件：①达到沸点，②继续吸热；由乙图可知，冰熔化为水后和蜂蜡的温度升高到98℃时温度都不再升高，说明烧杯内的水已沸腾，且沸点为98℃，由图知在22min时，B试管内的水温度达到沸点，但不能从烧杯内的水中继续吸热，故不能沸腾；从第18min到第22min，蜂蜡的温度保持和水的沸点温度98℃相同，故不能从烧杯内的水中吸热，内能不变。
二、探究水在沸腾前后温度变化的特点
1. 在探究水沸腾时温度变化特点的实验中，某组同学用如图甲所示的实验装置进行了两次实验，两次实验所用水的质量相同。
（1）实验中可以看到，水沸腾时形成大量的气泡不断上升、______（填“变大”“变小”或“不变”），到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中。水蒸气遇冷_______（填“汽化”“液化”“升华”或“凝华”），在烧杯口周围形成“白气”；
（2）通过两次实验发现，水在沸腾过程中，虽然水的温度保持不变，但必须______；
（3）图乙是该组同学第二次实验绘制的图像。第一次实验中同学们发现，水沸腾前每加热2min温度升高5oC，则图乙中t0=______oC。
【答案】（1）变大 液化 （2）持续吸热 （3）87
【解析】（1）水沸腾时，形成大量的气泡不断上升、液体压强越变越小，故气泡越变越大；“白气”是小水珠，水蒸气遇冷液化成小水珠。
（2）水在沸腾时，持续吸热，温度不变。
（3）装置相同，在相同的时间内吸收热量相同，水沸腾前每加热2min温度升高5oC，则每1min升高的温度为，一共加热了5min，故水温改变了
则初始温度为
2.小明和小华分别利用图甲所示的相同装置探究水沸腾时温度变化的特点．当水温接近90℃时每隔0.5min记录一次温度，并绘制出如图乙所示的水温与时间关系的图像．
（1）实验时，当看到水中有大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的_____散发到空气中，就表明水沸腾了．
（2）分析图乙可知，小华将水加热至沸腾的时间明显较长，最有可能的原因是_____．
（3）小明在第9分钟撤掉酒精灯后，发现有一段时间水温依然保持不变．如图乙所示，
这段时间内烧杯底部的温度_____（填“高于”“等于”或“低于”）杯内水的温度，原
因是______________．
【答案】（1）水蒸气（2）小华所用水的质量大（3）高于，水沸腾时温度保持不变，且需要吸收热量，水能继续从杯底吸热，说明杯底温度高于杯中水的温度．
【解析】（1）水中气泡里含有水蒸气；
（2）在其他条件相同的情况下，水的质量大，加热到沸腾需要时间多；
（3）烧杯底部的温度高于杯内水的温度，水沸腾时温度保持不变，且需要吸收热量，水能继续从杯底吸热，说明杯底温度高于杯中水的温度．
3.在“探究水的沸腾”实验中，某实验小组观察到图甲和图乙所示两种情况：
（1）你认为 是水沸腾时的情景（选填甲或乙）。
（2）实验过程中发现．从开始给水加热到水开始沸腾的时间过长，为了缩短加热时间，请你提出两条有效的操作建议：
① ；② 。
（3）探究结束后，四位同学分别绘制了水的温度和时间的关系曲线，其中能正确反映“探究水的沸腾”实验过程中温度随时间变化关系的是：（ ）
【答案】（1）甲 （2）①减少水的质量 ②提高水的初温 （3）B
【解析】（1）气泡上升受到压强减小，气泡变大。所以甲图是水沸腾情景；
（2）减少水的质量、提高水的初温都可以缩短加热时间；
（3）水沸腾过程中，温度不变，表现在图像上，应该有一条平行于时间轴的直线。所以可以判断B正确。
三、探究物质的比热容实验
1. 在“探究水的沸腾”实验中，李明和张红选用规格完全相同的实验器材，用如图甲所示的装置进行实验。图乙是两名同学根据实验数据绘制出的水温随时间变化图像。
（1）组装器材时，应按照_______（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序进行；
（2）张红所用水的质量为200g，结合图像推算，他实验时0～4分钟水吸收的热量为_______J；[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（3）分析图像可知，李明和张红实验所用水的质量_______（选填“相同”或“不同”）。
【答案】（1）自下而上 （2）840或8.4×102 （3）相同
【解析】（1）为保证使用酒精灯的外焰加热，所以需放好酒精灯后，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要浸没到液体中，但不能碰到容器壁或容器底，所以应放好烧杯后，再调节温度计的高度，故安装时应按照“自下而上”的顺序安装。
（2）张红所用水的质量为
由图乙可知， 0~4min水升高的温度为
则水吸收的热量为
（3）由图乙可知，李明使质量为m1的水从99℃加热到100℃沸腾用了4min，水吸收的热量为Q1，水温升高了；张红使质量为m2的水从98℃加热到100℃沸腾用了8min，水吸收的热量为Q2，水温升高了，由于加热器相同，相同时间内水吸收的热量相同，则，由
可得
所以李明和张红实验所用水质量相同。
2.小明为比较“不同物质的吸热能力”设计了如下的实验方案：将质量相同的水和煤油分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热水和煤油，实验装置如图所示，实验时每隔一段时间同时测量水和煤油的温度。
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（图甲中）：先调整固定_______位置，再调整固定_____的位置（两空均选填“A”或“B”）。
（2）下表是小明记录的数据，由表格可知，小明是通过观察比较_______的多少，来比较水和煤油的吸热能力的，小明得出的结论是_______。
物质 次数 质量m/kg 升高的温度△t/℃ 加热的时间t/min
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
煤油 3 0.1 10 1
4 0.2 10 2
（3）若水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），请你计算出第一次实验中，水吸收的热量是_______J。
【答案】（1）B A（2）加热时间， 相同质量的水和煤油，在升高相同的温度时，水需要的加热时间长，故水的吸热能力大（3）4.2×103
【解析】（1）先通过估测酒精灯火焰大致位置，调节固定B后，放上玻璃杯，然后再根据温度计能正确测量液体温度时的位置，调节确定A.
（2）对于不同物质，利用控制变量法，根据加热时间来观察温度计度数，看吸热能力。
（3）对于水，已知c=4.2×103J/（kg ℃） m=0.1kg △t=10℃．
利用吸热公式Q吸=cm△t求出即可。
3.某同学在做“探究不同物质的吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给甲、乙两种液体加热，得到的实验数据如下表：
物质 次数 质量m/kg 升高温度△t/℃ 加热的时间t/min
甲 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
乙 3 0.1 10 1
4 0.2 20 2
（1）实验中记录加热时间的目的是
（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出同种物质升高相同的温度时，吸收的热量的多少物质的 有关．
（3）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量 （选填“相同”或“不同”）
（4）分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同，单位质量的不同物质升高的温度 （选填“相同”或“不同”）．
（5）由上述分析可以得出 （选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强．
（6）该实验采用的物理学研究方法是 和 ．
【答案】（1）在相同时间内产生的热量相等；（2）质量；（3）不同；（4）相同；（5）甲；（6）转换法；控制变量法．
【解析】探究物质的吸热性能大小时，必须控制物质吸收的热量相等，因此实验中选用了两个相同的电加热器；根据控制变量法的要求，分析表中实验数据，根据实验所控制的变量与实验现象得出相应的结论；加热相同时间，甲乙吸收的热量相同，质量也相同，通过比较温度变化来比较吸热能力．吸收热量的多少用加热时间来表示，用到了转换法，此实验还用到了控制变量法．
（1）实验中用同样的加热器，放出的热量才相同，物质吸收的热量才会相同，故用同样的加热器的目的是在相同的时间里供给的热量相同；
（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的质量有关；
（3）由表中第1、3次或第2、4次实验数据可知，质量相同的甲和乙升高相同的温度，吸收的热量不相等；
（4）分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同（2min），单位质量（0.1kg）的不同物质升高的温度相同（10℃）；
（5）由表中第1、3次实验数据可知，液体质量和升高的温度相等而液体种类不同，甲液体的加热时间比乙液体的加热时间长，甲液体比乙液体吸收的热量多，由此可得：甲的吸热能力更强．
（6）吸收热量的多少用加热时间来表示，用到了转换法，此实验还用到了控制变量法．
4．某同学用如图所示的两个完全相同的实验装置“探究甲、乙两种液体比热容的大小”。在两个相同的烧杯中加入初温和质量都相同的甲、乙两种液体，用两个相同的酒精灯同时进行加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔一分钟记录一次温度，记录的数据如下表：
加热时间/min 0 1 2 3 4
温度/℃ 甲液体 20 21 22 23 24
乙液体 20 22 24 26 28
请按要求回答下列问题：
（1）实验时使用两个相同的酒精灯加热甲、乙两种液体，目的是________；
（2）实验中用玻璃棒不断搅拌，目的是让液体________；
（3）由实验数据可知：甲液体的比热容比乙液体的比热容_____（选填“大”或“小”）；依据是________。
【答案】见解析 受热均匀 大 吸收相同的热量，甲升温比较慢，说明甲的比热容大
【解析】（1）使用两个相同的酒精灯加热甲、乙两种液体，保证了相同的时间内释放的热量相同，从而间接反映相同的时间甲、乙吸收的热量相同。
（2）实验中用玻璃棒不断搅拌，为了使液体受热均匀。
（3）加热4min，甲升高了4℃，乙升高了8℃，甲升温慢，说明甲还能吸收更多的热量，比热容大；吸收相同的热量，甲升温比较慢，说明甲的比热容大。
5. 小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。
（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_________相同的沙子和水。
（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_________。测得实验数据如表格所示。
加热时间/ 0 1 2 3 4 5
温度/ 沙子 18 22 29 37 45 —
水 18 19 21 23 25 27
（3）时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为_________。
（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点_________（正确/错误）。
（5）分析数据可得沙子的比热容_________（小于/等于/大于）水的比热容。
【答案】（1）质量 （2） 让物质受热均匀 （3）52 （4）错误 （5）小于
【解析】（1）要比较沙子和水的比热容，利用控制变量法要控制初始温度相同，同时质量也要相同。
（2）加热的时候用玻璃棒搅拌的目的是让水和沙子受热均匀。
（3）根据温度计的刻度，可知此时温度为52度。
（4） 加热相同的时间，相同初始温度，相同质量的水和沙子吸收的热量是等量的，此时升高的温度不同证实它们的比热容不同。
（5）根据比热容的公式可知：相同初始温度相同质量的不同物质，吸收相同热量后升高的温度越高的，其比热容越小。即沙子的比热容小于水的比热容。
专题考情
方法策略
典例讲析
专题精炼
甲
煤油
温度计
乙
水
温度计
A
B
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